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技术报告关于FFT分析器14

8.使用FFT分析器分析窗函数的示例

以下是窗口函数的差异，作为使用FFT分析器进行分析的示例，供您参考。使用FFT分析器分析信号时，需要根据所需的值是频谱的频率还是振幅来区分使用窗函数，为了减少泄漏误差并进行高精度分析，必须适当设置采样点数。

  • 图8-1

上图8-1显示了按照一定时间长度剪切方形波形并应用窗函数的结果。从顶部开始，矩形窗口、汉宁窗口和平顶窗口应用于同一波形。

 

  • 图8-2

上图8-2的顶部是在6.4 kHz范围内对800 Hz正弦波形采样2048个点的时间轴波形，第二个及以后是对该波形应用矩形、汉宁、平顶窗口时的光谱波形。时间长度T=125 ms可被截断为100个800 Hz周期 (0.125×800=100)，因此峰值出现在每个频谱的800 Hz处。

  • 图8-3

上图8-3是取采样点数为256点 (时间长度T=15.625 ms)，应用矩形窗口进行FFT分析的结果。从顶部开始，10 kHz范围内的时间波形，下一个是FFT,第三个是6.4 kHz范围内的时间波形，第四个是FFT。由于在10 kHz范围内与800 Hz同步进行剪切，因此在800 Hz处出现峰值，但在6.4 kHz范围内不能很好地同步进行剪切，由于不连续点会产生泄漏错误，因此光谱的泄漏将作为波形下摆的扩大而出现。另外，由于分辨率=6400/100=64 Hz,因此没有800 Hz的频率，光谱的峰值分为768 Hz (=64 Hz×120 line) 和832 Hz (=64 Hz×121 line)，并且768 Hz的Y轴的值比10 kHz范围小。衰减是前面图7-14中的窗口衰减。

  • 图8-4

上图8-4显示了使用6.8 kHz范围和256个采样点改变窗函数进行FFT分析的结果。顶部是时间波形，第二个及以后是应用矩形、汉宁和平顶窗口的光谱波形。各频谱波形中800 Hz的振幅值 (图中B的值) 以平面窗口的值最能反映其振幅。但是，在此平板电脑窗口中，峰值频率范围较宽，因此很难判断峰值频率为800 Hz。比较图8-2中的A和此处的B。